[发明专利]一种柔性传感器制备工艺

说明书

本发明公开了一种柔性传感器制备工艺，包括以下步骤：在上下柔性基底材料的表面印刷导线层和有机半导体膜层，并组成网格状测量回路；在两层网格交点位置分别印刷与其导线方向垂直的绝缘层，并在绝缘层外侧覆盖硅胶层；在绝缘层基础上，印刷与绝缘层线条方向垂直的应变温敏电阻材料层，以及导电体与有机半导体膜层连接；下层电路印刷丝印胶层，丝印胶层成条状，与导线层导线相互平行；通过丝印胶层将上下电路粘接，在上下层电路交叉点位置构成柔性阵列传感器敏感单元，提供一氧化石墨烯薄膜，本发明所用柔性传感器单元采用纳米印制的方法来实现，其图形结构精确，整体性强，从而使其工作稳定，使用方便，适应性好。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体为一种柔性传感器制备工艺。

背景技术

柔性传感器是将可见光作为探测对象，将可见光的强度变化转换成电压或者电压变化的器件，广泛应用于便携式消费类产品(如智能手机、台式电脑以及便携式音乐播放器)、消费类电视机产品(包括液晶、等离子、背投以及 CRT电视等)、医疗、工业以及汽车领域等。

现有技术中柔性传感器多采用硅光电二极管或者硅光电三极管作为探测器，其结构中通常还包括滤光片或高分子封装材料，以滤除红外光和紫外光。硅光电二极管或三极管中，光活性层多采用对可见光有强烈光电效应的无机物(如硫化镉)，这类无机物通常经旋涂或蒸镀工艺沉积在电极上。其存在的问题是：1)硅片作为基底，以无机物作为活性层制备的器件是非柔性的，限制了其在可穿戴方面的应用；2)随着传感器件微结构化的发展，传统工艺中通过溅射、掩模光刻法/腐蚀或者蒸镀工艺制备电极，由于掩模版制备工艺复杂，增加了微结构化器件的制备难度，并且蒸镀工艺也不适合微结构化器件的制备，且难以实现快速大规模的制备，同时，工艺难以调控，导致传感器的灵敏度欠佳；3)光活性层采用无机物，而硫化镉和硅的光电特性均为可见光至近红外接受的范围，因此需要额外增加红外线吸收材料层，如陶瓷/金属壳体/蓝玻璃，增加了成本，且使工艺复杂化，另外，无机物形成光活性层通常采用光刻、注入或蒸镀工艺，设备昂贵、工艺复杂，在成器件制备成本上升，且难以快速、大面积制备产品。

因此，提供一种柔性、高灵敏度、稳定性良好、成本低、制备工艺简单的柔性传感器及其制备方法是现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性、高灵敏度、稳定性良好、成本低、制备工艺简单的柔性传感器及其制备方法是现有技术中亟待解决的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性传感器制备工艺，包括以下步骤：

S1:在上下柔性基底材料的表面印刷导线层和有机半导体膜层，并组成网格状测量回路；

S2:在两层网格交点位置分别印刷与其导线方向垂直的绝缘层，并在绝缘层外侧覆盖硅胶层；

S3:在绝缘层基础上，印刷与绝缘层线条方向垂直的应变温敏电阻材料层，以及导电体与有机半导体膜层连接；

S4:下层电路印刷丝印胶层，丝印胶层成条状，与导线层导线相互平行；

S5:通过丝印胶层将上下电路粘接，在上下层电路交叉点位置构成柔性阵列传感器敏感单元。

在一实施例中，提供一氧化石墨烯薄膜，对氧化石墨烯薄膜进行硅烷改性，得到改性还原氧化石墨烯薄膜，在所述改性还原氧化石墨烯薄膜一面上涂上媒介材料，使所述媒介材料吸附于所述改性还原氧化石墨烯薄膜上。

在一实施例中，所述氧化石墨烯薄膜的厚度为30-80μm。

在一实施例中，所述导线层为金、银、铜、铁或其合金。

在一实施例中，所述生物酶为葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶或乙醇氧化酶。

在一实施例中，通过喷墨打印法制备有机半导体膜层。